lambda 表达式

1. lambda 表达式的语法

[捕捉列表] (参数列表) mutable ->return_type {函数体}

• (参数列表) ：与函数传参一致。不需要传递参数时，可以连同 () 省略。

• mutable ：传值捕捉时，mutable 可以取消参数的常性，使其在函数体内能被修改。不使用时，可以省略；使用该修饰符时，(参数列表) 不可省略（即使参数列表为空）。

• ->return_type ：函数体的返回值类型，通常可以省略，由编译器自行推导。

C++11 中，最简单的 lambda 表达式为 []{}，但它没有任何作用。

1.2 lambda 用于sort的一个场景

struct Goods
{
    string _name;// 名称
    double _price;// 价格
    double _evaluations;// 评价

    Goods(const string& name, double price, double evaluations)
        :_evaluations(evaluations)
        , _price(price)
        , _name(name)
    {}
};

int main()
{
    vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };

    auto price = [](const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._price > g2._price; };
    auto evaluation = [](const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._evaluations > g2._evaluations; };
    
    // 按价格排降序
    sort(v.begin(), v.end(), price);
    // 按评价排降序
    sort(v.begin(), v.end(), evaluation);

    return 0;
}

通过以上场景，可以看出 lambda表达式 实际上是匿名仿函数。

2. 值传递捕捉/引用传递捕捉与 mutable

2.1 值传递捕捉 和 mutable

int main()
{
    int x = 10, y = 20;
    // 值传递捕捉 x
    auto fun1 = [x] {
        // ++x; // “x”: 无法在非可变 lambda 中修改通过复制捕获
    };
    
    
    // 使用 mutable 时，(参数列表) 不可省略
    auto fun2 = [x]()mutable {
        // x += (y + 2);// 无法隐式捕获“y”，因为尚未指定默认捕获模式
        x += 2;
        cout << x << endl; 
    };
    fun2();// 函数体内的 x 是一个临时变量，
    cout << x << endl;// 修改函数体内的 x 不会改变 被捕捉的/函数体外的 x
    
    
    // 捕捉列表为 = 时，可以以值传递捕捉的方式，隐式捕捉当前作用域所有可访问的对象
    auto fun3 = [=] {
        return x*2 + y;
    };// 省略 ->return_type 时，编译器会自动推导
    int tmp = fun3();
    cout << tmp << endl;
    
    return 0;
}

2.2 引用传递捕捉

int main()
{
    int x = 10, int y = 20;
    
    // 引用传递捕捉 x
    auto fun1 = [&x] {
        ++x;
        cout << x << endl;
    };
    fun1();
    cout << x << endl;
    
    
    // 捕捉列表为 & 时，可以以引用传递捕捉的方式，隐式捕捉当前作用域所有可访问的对象
    auto fun2 = [&] {
        y++;
        x += y;
    };
    fun2();
    cout << x << endl;
    cout << y << endl;
    
    return 0;
}

PS：

1. “当前作用域”：指包含该 lambda表达式的作用域。
2. 语法上，捕捉列表可由多个捕捉对象组成，以逗号分割。

int main()
{
    int x, y;
    // 引用传递捕捉 x，值传递捕捉 y
    auto add_x = [&x, y](int a) mutable {
        cin >> y;
        x = y*2 + a;
    };
    add_x(10);
    
    return 0;
}

3. 捕捉列表不允许变量重复传递，否则会导致编译出错。

int main()
{
    int x = 1, y = 2;
    // [=, x] {};// 重复捕捉 x // error
    [=, &x] {}; // 引用传递捕捉 x，值传递捕捉当前作用域的其他可访问对象
    
    // [&, &x] {}; // error
    [&, x] {};// 值传递捕捉 x，引用传递捕捉当前作用域的其他可访问对象
    
    return 0;
}

4. 块作用域外的 lambda表达式 捕捉列表必须为空。

auto func = [] {
    cout << "Hello World!" << endl;
};

int main()
{
    func();
    return 0;
}

5. lambda表达式 之间不能相互赋值。

int main()
{
    auto f1 = [] { cout << "hello world!" << endl; };
    auto f2 = [] { cout << "hello world!" << endl; };
    // f2 = f1;// error
    
    auto f3(f1);
    
    return 0;
}

3. 函数对象 与 lambda表达式

调用 f1() f2() 的反汇编：

注意看：::operator() ，operator() 的方式不是类重载“函数调用运算符”吗？

也就意味着，如果定义了一个 lambda表达式，编译器会自动生成一个类，重载 operator()，且 lambda表达式 的名称是编译器根据特定算法实时生成的、保证不重复。

此处解释了，“为什么 lambda表达式 之间不能相互赋值”。